高考化学实验知识点归纳典型例题及配套练习
高考化学实验知识点归纳、典型例题及配套练习题
一、实验基础知识
1. 常用化学仪器
(1)应用要点:熟悉常用仪器结构特点、用途和应用注意事项,主要有加热容器、分离仪器、计量仪器等。
(2)注意事项:加热容器要区分是直接加热还是隔石棉网加热;分离仪器要区分是用于分液、过滤还是蒸馏;计量仪器要特别注意零刻度的位置及读数的精度要求。 2. 常用试剂的使用与贮存
(1)应用要点:着重了解露置在空气中易变质的试剂、见光或受热易分解的试剂、易挥发的试剂、易燃试剂、不宜用玻璃试剂瓶盛放的试剂等。
(2)注意事项:试剂的使用和贮存方法是由试剂的物理性质和化学性质所决定的。易与空气中氧气、水蒸气和二氧化碳反应的试剂不能长时露置在空气中;见光易分解的试剂应存放在棕色瓶中,置于冷暗处;受热易分解的试剂和易挥发的试剂应存放在冷暗处;能与玻璃中的二氧化硅反应生成硅酸钠的试剂,如NaOH 、Na 2CO 3等不宜放在磨口玻璃试剂瓶中。 3. 气体制备与净化
(1)应用要点:掌握常见气体的制备反应、制备装置、收集方法、尾气吸收等。
(2)注意事项:气体的制备装置的选择主要根据反应物的状态和是否需要加热;收集方法的选择主要看气体的水溶性和密度,以及是否与空气中的氧气反应;尾气吸收时要注意防止倒吸。 4. 物质的检验、分离和提纯
(1)应用要点:要注意区分检验、分离、提纯的区别;掌握常见离子检验的检验方法;掌握分离和提纯的试剂选择依据和分离操作方法。
(2)注意事项:要注意三者在目的上的不同。检验是对物质进行鉴别或鉴定;分离是将混合物中各组分分开;提纯是除去混合物中的杂质。由于目的不同,所选试剂及分离方法也要相应地变化。 5. 定量实验
(1)应用要点:掌握四个定量实验(中和滴定、配制一定物质的量浓度的溶液、中和热的测定、硫酸铜晶体中结晶水含量的测定)的实验原理、主要仪器和装置、操作要点、数据处理和误差分析等。
(2)注意事项:要在熟悉仪器构造的前提下掌握操作方法和读数方法;在深入理解原理的基础上掌握数据处理和误差分析方法。 二、综合实验
(1)应用要点:能够根据实验目的选择仪器和装置、确定装置的接口顺序;能够设计简装实验;能够对实验原理、仪器、操作等的进行评价。
(2)注意事项:要注意区分洗气瓶长进短出和短进长出时的不同用途;。实验设计要遵循科学性、安全性、可行性和简约性四个基本原则;在掌握好实验基础知识的前提下才有可能正确地评价实验。
1. 典型例题:
例1.某同学在实验报告中写有以下操作和实验数据,其中合理的是_________________(填编号) ①用托盘天平称取11.7g 食盐 ②用量筒取5.62mL 某浓度的盐酸
③用pH 试纸测得某溶液的pH 值为3.5
④滴定某未知浓度的盐酸用去23.15mLNaOH 标准溶液 ⑤用500mL 容量瓶配制250mL 0.1mol/L Na2SO 4溶液 ⑥用酸式滴定管量取25.00mL 已知浓度的KMnO 4溶液 答案:①④⑥
例2.如图是一套实验室制气装置,用于发生、干燥和收集气体。下列各物质中进行实验的是 稀硝酸 猛和浓盐酸 水
和稀盐酸 铁和稀硝酸 答案:
D
能利用这套装置 A .铜屑和 B .二氧化 C .电石和 D .碳酸钙 E .硫化亚
例3.下列仪器的瓶塞不能用磨口玻璃塞的的是( )
A . 盛放溴水的试剂瓶 B . 配制苛性钠溶液时所用的容量瓶 C . 盛放偏铝酸钠溶液的试剂瓶 D . 盛放水玻璃的试剂瓶 答案:C 、D
例4.下列各组混合物的分离或提纯方法正确的是( )
A .用过滤法分离Fe(OH)3胶体和FeCl 3溶液的混和物 B .用结晶法提纯NaCl 和KNO 3的混合物中KNO 3 C .用蒸馏法分离乙醇和乙酸的混合物 D .用加热法分离碘和氯化铵的混合物 答案:B 、C 例5.(1)某学生在中和滴定实验中用已知物质的量浓度的NaOH
溶液滴定未知物质的量浓度的HCl
溶液,其实验过程如下:
A .取一支酸式滴定管,用蒸馏水洗净,即加入已知物质的量浓度的NaOH 溶液;B .调节好后记下液面刻度读数;C .用已润洗过的酸式滴定管精确放出一定量的待测酸液,置于未经待测酸液润洗的洁净锥形瓶中;D .加入酚酞试液2滴,摇匀;E .滴定时,边滴边摇匀,注视滴定管内液面变化;F .当小心滴到溶液由无色变成粉红色时,即停止滴定,并立即记下液面刻度读数;G .根据两次滴定消耗的NaOH 溶液体积数的平均值进行计算。
(1)指出上述实验过程中操作的错误之处____________(字母表示,多选要倒扣分) (2)某学生准备用质量分37%,密度为1.19g·cm -3的浓盐酸配制0.10mol/L的稀盐酸500mL 。 请回答下列问题
①量取浓盐酸的体积为______________mL,应选用量筒的规格为______________mL。 ②配制时应选用容量瓶的规格为___________。
③配制时除容量瓶外,还需选用_____________、___________、____________和试剂瓶等仪器。 答案:(1)A E F (2)①4.1,5 ②500mL ③烧杯 胶头滴管 玻璃棒 例6.有实验装置图(见图)
示意图中A 是简易的氢气发生器,B 是大小适宜的圆底烧瓶,C 是装有干燥剂的U 型管。a 是旋转活塞,D 是装有还原铁粉的反应管,E 是装有酚酞试液的试管。
实验前先检查实验装置的气密性。实验开始时,先关闭活塞a ,并取下烧瓶B ,向A 中加入一定量浓度适当的盐酸,发生氢气。经必要的“操作”[见问题(2)]后,在导管出口处点燃氢气,然后如图所示套上烧瓶B ,塞瓶塞,气体在烧瓶中继续燃烧。用酒精灯加热反应管D 中的还原铁粉,待B 中氢气的火焰熄灭后,打开活塞a ,气体通过反应管D 进入试管E 中,使酚酞试液呈红色。请回答下列问题。
(1)实验前如何检查装置的气密性?______________。
(2)点燃氢气前必须进行___________操作,进行该操作的方法是___________。 (3)写出B 、D 中分别发生反应的化学方程式。 B 中______________________________ D 中______________________________ (4)C 中所盛干燥剂的名称是_________;该干燥剂的作用是______________________。 答案:(1)在A 中放入少量水,使水面刚浸没漏斗颈下端,打开旋塞a ,在烧瓶底部稍加热,若在A 中漏斗颈内水面上升,且E 导管口有气泡逸出,表示装置不漏气。(也可以关闭活塞口a ,用同样的方法分别在烧瓶B 底部和反应管D 下部稍加热,检查活塞前、后两部分装置是否漏气。) (2)用排水法(或
向下排气法)收集一试管氢气,用拇指堵住,移近火焰,没有尖锐的爆鸣声,表示氢气是纯净的。 (3)B 中:2H 2+O2
2H 2O
D 中:N 2+3H2
2NH 3
(4)碱石灰(或生石灰、氢氧化钠固体)吸收气体中少量的水蒸气和盐酸酸雾。
例7.四氯化锡常温下是无色液体,在空气中极易水解,熔点-36℃,沸点114℃,金属锡的熔点为231℃,拟利用图中的仪器,设计组装一套实验装置,用熔融的金属锡跟干燥的氯气直接作用制取无水四氯化锡(此反应过程放出大量的热)。请回答下列各问题。 (1)用玻管(未画出)连接上述装置,正确的顺序是(填各接口的代码字母)________接________、________接________、________接________、________接________、________接________。
(2)装置Ⅵ的作用是___________;装置Ⅳ的作用是_____________。 (3)冷凝管理冷却水的流向是从__________进入,从__________流出。
(4)实验时应先点燃_____________处酒精灯,加热温度应大于______________℃,待__________即可停止加热。 (5)已知四氯化锡遇水强烈水解,产物之一是固态二氧化锡,那么四氯化锡水解的化学方程式为________。 (6)如果将制取的四氯化锡少许暴露于空气中,预期可看到的现象是____________。 (7)为了防止污染空气,在装置的最后应____________。 分析:这是一个制备实验。 实验目的是:制备无水SnCl 4 实验原理是:Sn+2Cl2 ==SnCl4
先制备Cl 2:2H 2SO 4(浓)+2NaCl+MnO2 =Na2SO 4+MnSO4+Cl2↑+2H2O
实验的干扰因素是:SnCl 4遇水强烈水解,因此,除去实验中水蒸气的干扰,是实验成败的关键。这里要分析水蒸气的来源以及除去水蒸气的措施。水蒸气的来自于制Cl 2和空气中的水蒸气。 题目中提供的信息:SnCl 4的性质在设计方案时要充分利用这些信息。 以上问题清楚了,实验方案就基本确定了。 答案:
(1)B 接J ,I 接K ,A 接C ,D 接G ,H 接E (或F )
(2)除去Cl 2中混有的HCl 和水蒸气,在制Cl 2时发生的副反应2NaCl+H2SO 4 气中的水蒸气进入锥形瓶中使SnCl 4发生水解。 (3)a 、p (4)I 231℃ Sn 粒熔化
(5)SnCl 4+2H2O==SnO2+4HCl (6)出现白色烟雾 (7)通入NaOH 溶液中,吸收多余Cl 2
2HCl↑+Na2SO 4,产生了HCl ;防止空
4.配套练习题:
一、选择题(每小题有1-2个选项符合题意) 1. 下列仪器能加热的是( )
A .集气瓶 B .坩埚 C .表面皿 D .容量瓶 2. 下面保存药品的方法中,不正确的是( )
A . 金属钠、钾应保存在洒精里 B . 烧碱溶液应保存在带橡胶塞的试剂瓶内 C . 少量白磷应保存在冷水里
D . 溴水应保存在带玻璃塞的试剂瓶内
3.实验室制取下列气体时,为防止污染空气,尾气需用碱液吸收的是( ) A .Cl 2 B .CO 2 C .CO D .SO 2
4.除去二氧化碳中混有的少量二氧化硫气体,可选用的试剂是( ) A .高锰酸钾溶液 B .饱和碳酸钠溶液 C .饱和小苏打溶液 D .石灰水
5.为了除去粗盐中Ca 2+、Mg 2+、SO
及泥沙,将粗盐溶于水,然后进行下列五项操作:①过滤 ②加过量的NaOH 溶液 ③
加适量盐酸 ④加过量Na 2CO 3 ⑤加过量BaCl 2溶液。正确的操作顺序( ) A .①④②⑤③ B .④①②⑤③ C .②⑤④①③ D .⑤②④①③
6.某同学设计下列方法对A 盐的水溶液进行鉴定。
由此得出的以下结论中,错误的是 A .D 溶液中可能存在Fe(SCN)2+ B .C 溶液中有Fe 3+
C .B 为AgBr 浅黄色沉淀 D .A 一定为无氧酸盐FeBr 3
7.某混合气体可能含有CO 、CO 2、NH 3、HCl 、H 2和水蒸气中的一种或几种,当依次通过澄清石灰水(无浑浊现象)、氢氧化钡溶液(有浑浊现象)、浓硫酸、灼热的氧化铜(变红)和无水CuSO 4(变蓝),则可断定该混合气一定有( ) A .HCl 、CO 2、H 2 B .CO 、H 2、H 2O C .CO 、H 2、NH 3 D .HCl 、CO 、H 2O
8.下列各组溶液中,不用其他化学试剂,而用物质间两两混合的方法不可能鉴别开的是( )
A . NaOH 、AlCl3、盐酸、Na2CO3 B . B aCl 2、AgNO 3、Na 2CO 3、CaCl 2 C . 淀粉、淀粉-KI 、KI 、溴水
D . Na 2S 、稀硫酸、Na 2SiO 3、Na 2S 2O 3
9.下列各组物质仅用溴水即可鉴别的是( )
A .苯、己烷、己烯 B .己烷、己烯、己炔 C .苯、四氯化碳、苯酚 D .溴苯、四氯化碳、己烯 10.为确定下列置于空气中的物质是否变质,所选检验试剂(括号内物质)不能达到目的的是( )
A .Na 2SO 3溶液(BaCl 2) B .FeCl 2溶液(KSCN )
C .KI (淀粉溶液) D .HCHO 溶液(石蕊试液) 二、填空题
11.如图所示①②③④分别是几种常见漏斗的上部,A 、B 、C 、D 是实际操作应用时,各漏斗的下部插入容器中的示意图。请指出A 、B 、C 、D 分别与①②③④相匹配的组合:A 与__________;B 与__________;C 与_____________;D 与
______________。
12.下面a ~e 是中学化学实验中常见的几种定量仪器:
a 量筒 b 容量瓶 c 滴定管 d 托盘天平 e 温度计 (1) 其中标示出温度计使用温度的是__________ (2) 能够用以精确量取液体体积的是__________
(3) 下列由于错误操作,使得到的数据比正确数据偏小的是__________
(a )用量筒量取一定量液体时,俯视液面读数 (b )中和滴定达终点时俯视滴定管内液面读数
(c )使用容量瓶配制溶液定容时,俯视凹液面最低处
13.用如图所示装置可以收集以下气体:H 2、Cl 2、CH 3、HCl 、NH 3、NO 、SO 3。 (1)若集气瓶是干燥的,气体从A 进入,可收集的气体有________,气体从B 进入,可收集气体________。 (2)若将集气瓶盛满水,收集气体并测量气体的体积,可以收集并测量体积的气体有___________;此时气体应由__________管进入,由___________管通向量筒。
14.浓硝酸有时呈黄色,这是由于______________________,因此浓硝酸在贮存时应_______瓶中,并放置________处。工业盐酸往往也呈黄色,这是由于___________________的缘故。浓盐酸由于具有____________性,贮存时应__________,并放置在_________。
15.某固体混合物可能由KNO 3、K 2SO 4、KI 、KCl 、NaCl 、CuCl 2、CaCl 2、和Na 2CO 3
中一种或几种组成,
依次进行下列五步实验,观察到的现象记录如下: ① 混合物加水得无色透明溶液。
② 向上述溶液中滴加BaCl 2溶液,有白色沉淀生成,将该沉淀滤出,并将滤液分成两份。 ③ 上述白色沉淀可完全溶于稀硝酸。
④ 将两份滤液中的一份,滴加氯水并加入CCl 4,振荡后静置,CCl 4层无色。 ⑤ 将另一份滤液中加入AgNO 3溶液,有白色沉淀生成,该沉淀不溶于稀硝酸。
根据以上实验,可以判断混合物中肯定含有____________;不能判断是否含有_________________。
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16.一瓶溶液含有Cl 、CO 32、SO 42、Na 、NH 4、Al 3、Mg 2七种离子中的某几种。 ① 加入适量NaOH 溶液产生白色沉淀; ② 再加过量NaOH 溶液白色沉淀不溶解;
③ 将①所得溶液加热,放出使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体; ④ 原溶液加BaCl 2溶液不产生沉淀
则溶液中一定含有______________,一定不含_______________离子。
17. 下图是课外活动小组同学设计的尾气吸收装置。
→→a c d b
→→→h f
① 从实验安全和保护环境的角度出发,若用于吸收HCl ,气体(装置中液体为水,固体为碱石灰),应选用的装置是
_______________。
② 若用于吸收NH 3,在上述已选用装置中,宜采用的是____________________,原因是
_____________ ________________________________________________________________________________。 ③ 若用于吸收Cl 2,(装置中液体为碱液)。你认为上述已选用的装置中不宜采用的是__________,原因是 ________________________________________________________________。
18.为了测定工业纯碱中碳酸钠的质量分数(纯碱中常含少量NaCl ),某学生设计了实验装置如图 (1
)准确
称取盛有碱石灰的干燥管的质量(设为W 1) (2)准确称取一定量纯碱样品(设为W 0),并放入烧瓶中。从分液漏斗缓缓滴入稀硫酸,待不再发生气体后。称干燥管的总质量(设为W 2)。设学生导出的计算公式为:
Na 2CO 3的质量分数=
×100%
试回答:
①W 2-W 1表示什么?
②如果不计称量误差,该生的实验结果有无明显误差?如有,是偏大还是偏小?请简要说明根据并提出补救措施
19.实验室中用浓盐酸与MnO 2制Cl 2,再用Cl 2和Ca(OH)2反应制少量漂白粉,已知Cl 2和Ca(OH)2制漂白粉是放热反应,温度稍高即发生副反应:
6Cl 2+6Ca(OH)2=Ca(ClO3) 2+5CaCl2+6H2O ,现有三位同学设计的三套装置如图(U 形管中放有玻璃纤维,可使气体顺利通过): (1)请从以下六方面对上述甲、乙、丙三套装置的优缺点进行评价,将适当的选项序号填于下表内(错选、漏选、多选均倒扣分)
a .不易控制反应速率 b .容易控制反应速率 c .有副反应发生 d .可防止副反应发生 e .容易污染环境
(2)请从甲、乙、丙三装置中,选取合理的组成部分(A 、B 、C 、D 、E 、F 、G ),组装一套你认为更完善的实验装置,连接顺序(按气流左到右方向)为_____________,在此装置及甲、乙、丙三装置中,你认为是否还缺少必要的装置,说明原因_____________________。
分析:这是一道评价实验方案的题。该题从是否有副反应发生,是否易控制反应速率,是否防止污染,是否干扰反应产物等方面进行评价。
20.
a . 向废液中加入烧碱溶液,调整pH =10; b . 将混合液放入蒸镏器中缓缓加热; c . 收集温度在70℃~85℃时的镏出物;
d . 排出蒸馏器中的残液,冷却后,向其中加浓硫酸(过量),然后再放入耐酸蒸馏器中进行蒸馏,回收镏出物。 据此回答下列问题:
① 实验中b 、c 用蒸馏方法分离和提纯该混合物,除了蒸馏烧瓶、冷凝管、锥形瓶、自来水外,尚缺少的实验仪器和用品是_____________________________________。
② 加入烧碱溶液,调整pH = 10 的目的是______________________________________。 ③ 在70℃~85℃时,馏出物的主要成分是___________________________________。
④ 在步聚d 中,加过量浓硫酸的目的是(用化学方程式表示)____________________________________,回收馏出物的温度控制在85℃~125℃,这时残馏液中的主要成分是_____________。
习题答案
1B 2A 3AD 4AC 5CD 6D 7A 8B 9C 10A 11.A 与③;B 与②;C 与①;D 与④ 12.(1)abc (2)c (3) b
13.1)从A 口进入:Cl 2、HCl 、SO 2,收集比空气重的气体,但不能用排空气法收集NO ;(2)从B 口进入:H 2、CH 4、NH 3,收集比空气轻的气体。
(2)H 2、CH 4、NO ,由B 口进入,由A 口通到量筒中
14.浓硝酸分解产生的NO 2溶于其中;棕色;冷暗;溶有Fe 3+;挥发;冷暗。 15.NaNO 3;KNO 3 KCl NaCl
++---+
16.Mg 2、NH 4、Cl ;CO 32、SO 42、Al 3
17.① a h d e ② h ;氨气是碱性气体,不能被碱石灰吸收。③ a ;Cl 2溶于碱液的速率较小,若通入Cl 2过快,则Cl 2容易逸出,污染空气。
18.①(W 2-W 1)g 为表示CO 2的质量
②产生误差的原因(即干扰因素)有烧瓶的CO 2不能都被碱石灰吸收,实验值偏低。CO 2气体混有的水蒸气和空气中的水蒸气被碱石灰吸收,使实验值偏高,两个因素综合考虑,CO 2的影响是主要的,所以实验值偏低。补救的办法:如图
①将蒸馏烧瓶改为集气瓶,利于排出CO 2。
②向集气瓶中通入(已除去CO 2)空气,用空气将烧瓶中Cl 2尽量排出去。 ③在干燥管前连接盛有浓H 2SO 4的试管,以除去水蒸气;
④在U 型管中装有碱石灰,以吸收空气中的CO 2气体,经过这些补救措施,实验误差可以降低。 19.
(1)优点 缺点
甲装置d a 、e 乙装置f a 、c 丙装置b e 、c (2)F ~B ~E
在Cl 2中混有HCl ,应在烧瓶和凹形管之间连接一个盛有饱和食盐水的试管,以除去HCl 气体。 20.① 温度计、牛角管、沸石、酒精灯、石棉网、火柴。 ② 中和乙酸,并使乙酸乙酯完全水解生成乙酸钠和乙醇。 ③ 乙醇
④ CH 3COONa + H2SO 4(浓)==NaHSO4 +CH3COOH ↑ NaHSO 4